Modele de nave

Navic Encyclopedia

Modele de nave

Modelele navale au fost construite în antichitate. În acel moment au servit mai ales doar ca decorațiuni și jucării. Și numai la sfârșitul secolului al XIX-lea constructorii de nave au învățat să facă și să testeze modele de nave astfel încât să poată fi învățate toate calitățile sale chiar înainte ca nava să fie construită.

Modelul navei nu a venit imediat. La mijlocul secolului al XVI-lea, constructorii de nave englezi au încercat să verifice calitatea navelor de navigație aflate în construcție pe modele. Aceste încercări au fost foarte timide, iar rezultatele lor în cea mai mare parte au fost incorecte. De exemplu, pentru a testa nava în mișcare sub flaute utilizate blănuri, care a creat o "vânt". Acum știm că modelul navei de navigație este testat în tuneluri eoliene.

La mijlocul secolului al XVIII-lea, oamenii de știință francezi au efectuat experimente cu modele de nave de navigație cu o abordare mai "științifică". Acest eveniment a fost realizat pe un iaz, în care un pilon a fost instalat la o înălțime de aproximativ 23 m, cu o rolă la partea superioară și cea de-a doua la nivelul apei. La capătul opus al lacului, un model de vas de navigație cu un fir de mătase atașat la acesta a fost pus pe apă, care a fost întinsă de-a lungul iazului și a trecut prin ambele role pe catarg. La capătul liber al filamentului a fost atașat de marfă care, scufundarea, modelul de vase cale trece lungime de aproximativ 20 m. După ce vasul de model a scăzut la apă, acesta este deplasat mai întâi cu accelerație, și apoi stabilizat uniform de viteză.

Shipbuilders a argumentat: în cazul în care nava modelul merge lin și fără tragere forță egală cu greutatea încărcăturii, astfel încât apa deține model de navă cu o forță egală cu greutatea încărcăturii. Această forță a fost numită rezistență la apă. Cu această metodă de testare, atunci când toate modelele de platină au rămas aceleași, rezistența tuturor modelelor de nave a fost similară: era egală cu greutatea platinei și, prin urmare, era cunoscut dinainte. Testele au constat în măsurarea vitezei modelului navei care a fost stabilit după accelerare. Este clar că modelul cu contururi a avut cea mai mică rezistență și, prin urmare, viteza sa a fost și cea mai mare. Dar cum să calculeze rezistența și viteza navei, cunoscând rezistența și viteza modelului navei, cum să relatăm rezistența și viteza de la model la "natura". Nimeni nu știa asta încă.

Testele modelelor navale pentru compararea contururilor cu brațele de navigație au fost făcute mult mai târziu, cu o sută de ani în urmă. În acei ani, mai multe companii comerciale au concurat între ele în Anglia, aducerea anuală a ceaiului din China către o nouă cultură. Ceaiul a fost livrat pe nave speciale de navigație mici, dar destul de rapide - mașini de tuns. Desigur, fiecare companie a vrut să-și aducă în primul rând ceaiul propriu, iar tunderea, care a venit din China în primul rând, a primit un premiu. Fiecare companie maritimă a căutat să construiască nava de mare viteză, și fiecare dintre ele secrete de cealaltă construit pe diferite modele de proiecte de nave care navighează pe aceeași scară, și aranjate cursa de barci pe litoral mici. Modelul, care a prezentat cele mai bune rezultate în viteză, a fost considerat cel mai bun și a fost construit un vas de navigație. Astfel de teste au ajutat la descoperirea avantajelor și dezavantajelor diverselor contururi și arme de navigație.
La sfârșitul secolului al XIX-lea, au fost construite și multe vapoare. Când le-a proiectat, era nevoie de cunoașterea puterii mașinii, care trebuia montată pe navă, astfel încât să poată depăși rezistența apei și să meargă cu o viteză dată. Dar pentru aceasta era necesar, în primul rând, să cunoaștem rezistența navei. Cum se determină rezistența unei nave, chiar dacă este cunoscută rezistența modelului navei. la acel moment nimeni nu știa încă. Pentru prima dată, astfel de calcule au fost făcute în 1870 de către un englez William Froude. El a găsit o modalitate de a testa modelele și de a-și redistribui rezultatele pentru a determina rezistența navei. Froude a propus folosirea "legii asemănării mecanice" cunoscute științei, care a fost derivată de la Newton. Amiralitatea britanică a testat temeinic modelul și "natura", și a fost convins că metoda sa oferă rezultate destul de precise. De atunci, constructorii de nave au primit arme puternice - laboratoare, care sunt acum numite bazine experimentale.
Acum, în toate țările lumii există aproximativ 100 de astfel de bazine. Lungimea lor variază de la 20 la 1200 m. Bazinul experimental

Bazinele experimentale moderne au echipamente foarte precise și diverse, care vă permit să studiați pe modele toate calitățile și comportamentul oricărei nave aflate în construcție în diferite condiții de navigație. Acum ei experimentează nu numai modele de coca, dar și modele de elice, cârme, aripi subacvatice. În bazine se verifică modul în care modelul navei va reacționa la rulare în diferite unghiuri față de valuri și altele asemenea. Dar testele principale și cele mai numeroase sunt testele de tracțiune, care determină cantitatea de rezistență cu care apa va fi livrată navei viitoare.

Deși problemele legate de studierea rezistenței navelor, oamenii de știință s-au angajat timp de mai multe secole, fără a testa modelul, este imposibil să se calculeze cu exactitate acest parametru. Acest lucru se datorează faptului că rezistența depinde de o mulțime de motive, care nu pot fi luate în considerare. Cel mai important lucru este să țineți cont de efectul asupra rezistenței formei corpului (contururi).
Piscina experimentală modernă este o carieră lungă, excavată și excavată îngropată în pământ, acoperită cu pereți și acoperis. Lungimea bazinului este de 20-50 de ori mai mare decât lățimea, iar adâncimea este de aproximativ jumătate din lățime. De-a lungul fiecărei maluri a groapăi, se pune o șină. Pe aceste două șine deasupra săpăturii există o platformă metalică mare, de câțiva metri, pe roți, pe care cercetătorii sunt în timpul testului. Această platformă este echipată cu motoare electrice și dispozitive de măsură. În partea centrală a podelei acestei platforme, numită cărucior, este amplasată o decupare pe care este montat un dinamometru (silomeră) cu o pârghie care coboară spre apă.
Modelul vasului este pus pe apă sub decupajul căruciorului și atașat la capătul inferior al pârghiei printr-un cablu. Atunci când căruciorul cu dinamometrul și în spatele acestuia modelul se va deplasa de-a lungul bazinului, dinamometrul va arăta forța orizontală cu care modelul navei își trage pârghia înapoi.
Această forță este rezistența pe care modelul navei o întâmpină. Mișcarea vasului este rezistată nu numai prin apă, ci și prin aer. Desigur, rezistența la aer este mult mai mică decât rezistența la apă (densitatea aerului este de 800 de ori mai mică decât densitatea apei). Este important doar dacă există vânt puternic sau o viteză foarte mare a navei.
Căruciorul de remorcare poate merge cu orice viteză. Testele măsoară rezistența, începând cu cea mai mică viteză și terminând cu cea mai mare, după cum este necesar. Ca urmare a testului de remorcare, se obține o diagramă a rezistenței modelului navei. După ce au fost înregistrate citirile dinamometrului la toate vitezele, ele sunt reprezentate pe diagramă în partea superioară, în raport cu diviziunile corespunzătoare ale scalei de viteză orizontală.
Pentru încercările de remorcare, se utilizează numai coca, fără punți, suprastructuri, piloni etc.
Dar, dacă este necesar, pe partea inferioară a carcasei se pun piese subacvatice - arbori de propulsie, care susțin brațele lor, cuie laterale, precum și cârme. Modelele caroseriei sunt fabricate din ceară de parafină. Un amestec de ceară de parafină topită este acoperit cu un cadru gros din placaj și placaj, plasat cu capul în jos într-o cutie; blocul înghețat cu un schelet este procesat din exterior prin șabloane.
Asemenea navigabilitate a navei. cum ar fi flotabilitatea, stabilitatea și nepăsarea, în bazine aproape niciodată nu se definesc. Acestea sunt calculate cu precizie în funcție de desenul teoretic. La proiectarea faimosului scut de gheață "Ermak" pentru a determina forța presiunii nasului de gheață de pe partea superioară a gheții, iar ornamentele sale trebuiau să facă un model de spărgătoare de gheață. Nasul modelului a fost ridicat deasupra apei la o înălțime mică, măsurând forța aplicată și ornamentele create. Acum, aceste teste sunt înlocuite de calcule.
legea similarității mecanice
Cu toate că toate măsurate și observate în timpul testului modelului ar putea fi recalculate pe o navă reală, este necesar să se facă modelul similar cu "natura". Toate condițiile de testare trebuie să fie similare cu condițiile de voiaj ale navei. Numai atunci putem folosi legea similitudinii și comportamentul mecanic al modelului spune cu încredere navei, cum să se comporte într-o navă, ceea ce va fi de rezistenta, proiectul, stabilitate, cabrare și toate celelalte calități.

Dacă modelul navei este similar cu "natura", atunci este în primul rând similar geometric. Și aceasta înseamnă că toate dimensiunile liniare exterioare ale corpului său de-a lungul lungimii, lățimii și înălțimii sunt mai mici decât cele ale navei, în același număr de ori. Dacă numărul scării selectat este, de exemplu, 10 și, prin urmare, scara modelului este 1:10, atunci toate dimensiunile liniare ale unui model similar al navei ar trebui să fie de 10 ori mai mici decât cea a unei nave reale. Este ușor de ghicit că, în acest caz, toate zonele modelului navei (zona punții, zona de navigație, suprafața exterioară a pielii) vor fi obținute la 10x10 = 10. adică, de 100 de ori mai mic și volumul (deplasarea volumului) la 10X10X10 = 10. care este de 1000 de ori mai mică decât în "natură", în timp ce toate unghiurile modelului navei vor rămâne aceleași ca în cazul "naturii". Asemănarea geometrică ar fi suficientă dacă am construit doar un model desktop al navei. Atunci când un astfel de model este lansat, o similitudine geometrică nu va fi suficientă: proiectele și ornamentele sale nu vor îndeplini cerințele pentru acest vas.
Pentru modelul în picioare pe apă, pentru a atinge valorile de precipitații necesare, tăiați și bandare, este necesar pentru a navei greutatea modelului a fost mai mică decât greutatea „naturii“ în numărul de ori egal cu numărul scală în al treilea grad și că distanța de la punctul central al modelului la nas sau pupa, la linia principală au fost geometric similare. Aceasta înseamnă că pentru un număr de scară egal cu, de exemplu, 10, greutatea totală a modelului (adică, deplasarea în greutate) ar trebui să fie 10% = 1000 de ori mai mică decât greutatea navei, iar distanțele față de punctul central de-a lungul lungimii, lățimii și înălțimii modelului ar trebui să fie de 10 ori mai mici decât cea a navei.
Numai în aceste condiții, sedimentul, ornamentul și ruloul modelului vasului vor fi similare. Când acest nămol ar fi de 10 ori mai puțin decât „natura“ și unghiul și rola unghiul de asieta sunt aceleași ca și în „natură“. Dar acum ei preferă să calculeze deplasarea volumetrică și schița navei și, fără a face modelul pentru aceasta, să facă calculele mai rapide și mai ieftine.
În timp ce modelul este în apă, iar greutatea geometrică a asemănărilor va fi suficient, dar dacă modelul începe să se miște, este necesar pentru o similaritate completă a și viteza a fost similară, și anume mai mică decât viteza navei cu un factor egal cu rădăcina pătrată a numărului de scară largă. Deci, la o scară de 1:10, viteza modelului navei ar trebui să fie de v10 = de 3,16 ori mai mică decât viteza navei. La această viteză, rezistența modelului va fi similară: mai mică decât rezistența navei de câteva ori egală cu numărul scării din cub. De când testarea modele de nave în rezervorul de remorcare să respecte cu strictețe similitudine completă, rezultatele testului pot fi ușor numărate pe „natura“: este suficient pentru a multiplica viteza modelului pe rădăcina pătrată, și rezistența - la cubul de scară.
Tabelul 1 indică de câte ori ar trebui să se reducă vasul pentru a obține un model similar și, prin urmare, rezultatele testelor similare. În acest tabel, numărul scării este indicat de litera "a". Atunci când se traduce din model în "natură" și din spate, este convenabil să se utilizeze tabelul 2.
tabelul 1

tabelul 2

Vapor de râu de croazieră "Regina americană"
Nava cu motor "Mikhail Lermontov"
Ocean liner «Queen Mary 2»

Multe nave frumoase de navigație au fost construite de meșteșugari în secolele XVI și XVIII, fiind unice frumoase.

Cu toate acestea, construcția navală nu se oprește, iar pe exemplul navelor de croazieră moderne și al celor mai noi iahturi, vedem cel mai înalt nivel al dezvoltării sale.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Modele de nave

Navic Encyclopedia

Modele de nave

Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: